澄清池工作原理及其分类
小白科普水处理2021-05-19 08:31
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在此之前的文章，我们介绍的都是沉淀工艺中的沉淀池，沉淀池中的悬浮颗粒沉淀到池底，就算完成了沉淀过程。
沉淀的泥渣随后排出池外，不再循环利用，但实际上这些沉淀的泥渣具有很高的接触絮凝活性，是可以在水处理中再次利用起来的。
而循环利用这些沉淀的泥渣，就属于我们今天要介绍的澄清池的功能了。
澄清池的工作原理
在澄清池中，我们可以通过水力或机械的手段，将池底的污泥提升起来，使其处于悬浮状态；当原水与悬浮泥渣接触时，原水中脱稳的胶体和细小的悬浮物就会被泥渣吸附或截留，从而使水变得澄清。
澄清池中悬浮泥渣层通常是在澄清池开始运转时，在原水中投加较多的混凝剂，经过一段时间运转后，逐步形成的。如果原水的悬浮物浓度很低，我们有时会通过人工投加粘土，来加速泥渣层的形成。
澄清池中泥渣层浓度一般比较高，在3~10g/L左右，可以通过适当排泥来控制泥渣浓度。
澄清池的分类
澄清池有多种形式，通常可以按照工作原理分为泥渣悬浮型（过滤型）澄清池和泥渣循环型（分离型）澄清池。
泥渣悬浮型：
该澄清池的主要工作特征是，泥渣通过水力作用悬浮在澄清池中。当原水由下而上通过泥渣层时，原水中的杂质就会与高浓度的泥渣进行接触、絮凝，最后被拦截下来。这种作用与过滤类似，所以也称为泥渣过滤型澄清池。
这种澄清池对细小的杂质具有很好的拦截作用，但有时泥渣会随水流被冲出去。泥渣悬浮型澄清池中常用的有脉冲澄清池和悬浮澄清池。
脉冲澄清池通常是成组运行，在中间设有进水室，原水从进水室进入到澄清池底部，通过底部的穿孔配水管，均匀的配入到澄清池中。
澄清池进水流向穿孔配水管的上部，设置了稳流板。原水通过穿孔配水管进入后，通过稳流板的阻挡作用，可以均匀地分布到悬浮泥渣层底部。在通过悬浮泥渣层的过程中，原水中细小的杂质被拦截去除，这样就得到了澄清水，然后通过上部的集水槽收集后排除。
脉冲澄清池的主要特征是脉冲进水，脉冲进水通常是靠脉冲发生器来进行控制。脉冲发生器有很多形式，如真空泵脉冲发生器。
采用真空泵脉冲发生器的澄清池在进水室的上部设置了一个真空泵，真空泵对进水室抽吸，造成进水室形成真空，从而使原水进入到进水室，这就是充水的过程；当水位达到进水室最高水位时，真空泵的进气阀自动开启，使进水室与大气相通，进水室的真空得到破坏，这时进水室内水位迅速下降，向澄清池放水，此过程为放水过程。
澄清池工作流程当水位下降到进水室最低水位时，真空泵的进气阀又自动关闭，真空泵再次启动，造成进水室内真空，又开始进水，如此反复进行，形成脉冲进水。
脉冲进水的冲水时间一般为25~30s，放水时间一般为6-10s，总的时间即为脉冲周期。
脉冲进水可以使悬浮层发生周期性的收缩和膨胀，有利于杂质颗粒和悬浮层泥渣的接触；悬浮泥渣层在放水期间可能会被水流冲散，但在充水期间会自身进行调节，浓度趋于均匀。
鉴于脉冲作用的优点，澄清池的单池面积可以做的比较大，配水也比较均匀，在造价和工作稳定性上也有较大的优势；但是同样的也有冲放水脉冲周期不易调整的缺点。
泥渣循环型：
泥渣通过水力或机械的作用，在澄清池内循环流动。原水中细小的杂质与泥渣接触，被吸附、絮凝后再通过沉淀进行固液分离，从而获得处理水。
泥渣循环型澄清池中常用的有机械搅拌澄清池和水力循环澄清池。
下面我们再看一下机械搅拌澄清池：
机械搅拌澄清池结构机械搅拌澄清池主要由第一絮凝室、第二絮凝室以及分离室构成。整个池体上部是圆筒形，下部是截头圆锥形，中间有两个圆筒，在最里面圆筒下部连接了一个带裙板的圆锥形筒。在第一絮凝室和第二絮凝室之间，安装有搅拌设备，由提升叶轮和搅拌桨组成。
机械搅拌澄清池进水流向该澄清池中，原水先进入到环形三角形配水槽中，沿三角配水槽与圆锥形筒之间的缝隙均匀地流入到第一絮凝室中。
混凝剂可以投加到三角配水槽或者第一絮凝室中，在搅拌设备的作用下，原水与第一絮凝室中的泥渣充分接触，原水中的细小杂质被泥渣吸附絮凝，形成的絮凝体在搅拌叶轮的提升作用下进入到第二絮凝室，进行进一步的絮凝，形成更大更结实的絮凝体，然后进入到分离室中进行固液分离。
分离室分离后的澄清水溢流进入设置在上部的辐射式集水槽中，再经过环形集水槽汇集后排出。而沉淀下来的泥渣，一部分通过裙板与锥形池壁的回流缝隙再进入到第一絮凝室中重新参加吸附絮凝，另一部分则通过污泥斗的收集后排出。
在固液分离室中我们还可以增加斜板斜管，来提高沉淀分离的效率，关于斜板斜管的内容，可以点击蓝字看一下前面介绍过的《斜管沉淀池原理及其工艺计算》。
在机械搅拌澄清池中，泥渣循环流动依靠的是搅拌设备提升叶轮的开启度和搅拌桨的搅拌强度，以及回流缝隙的大小来控制的；要达到良好的循环流动效果，通常需要控制一下容积比，使第一絮凝室：第二絮凝室：分离室=2：1：7。
机械搅拌澄清池中由于泥渣的快速循环，使得原水中细小的杂质可以与泥渣进行吸附絮凝，从而使得去除率比较高，得到较好的澄清效果；设计的停留时间要比平流式更短一些，通常设计1.2~1.5小时。
机械搅拌澄清池主要有处理效果好、工作稳定、适应性强等优点，主要适用于大中型水处理厂；由于机械设备较多，所以也存在需要定期维修等缺点。
结 语
以上就是澄清池的全部内容了，同时沉淀工艺的介绍也告一段落。下一次会开始更新在水处理工艺中，另一个重要的处理工艺——气浮工艺。
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